沈茂林
中国华西企业股份有限公司 四川 成都 610000
摘要：水泥在水化过程中会产生大量热量，在大体积混凝土内外部散热能力不一的情况下，会导致温度差从而产生温度应力，进而形成温度裂缝。大体积混凝土施工中，温度是核心指标之一。现有研究普遍认为:大体积混凝土在硬化过程中产生的水化热引起混凝土内外温差超过25℃时会导致混凝土开裂，而单一的指标往往不能够全面地反应出结构中的温度变化。根据房屋建筑工程中大体积混凝土施工状况，对混凝土内温度变化进行多维度分析，并从施工角度对混凝土浇筑后如何降低水化热提出几点方法，从而对裂缝控制方法进行研究。
关键词：大体积混凝土;温度场;分析;裂缝控制
中图分类号：TU755
文献标志码：A
引言
我国对大体积混凝土的定义有两种，第一种按照混凝土的结构尺寸将实体尺寸大于1m的大体量混凝土称为大体积混凝土，第二种按照混凝土的性质将水化热产生有害裂缝的混凝土称为大体积混凝土。大体积混凝土的特征为结构大、尺寸大、承载力强、防水、钢筋布置密度大、出现裂缝的概率大、安全性高、混凝土设计标号高、水泥用量大、收缩变形概率大、浇筑量大、施工时间长、施工工艺高、受季节和温度影响大。
1、房屋建筑工程大体积混凝土裂缝类型
1.1温度裂缝
所谓的温度裂缝，通常出现在混凝土的表层，或是在温差变化相对较大的区域。在混凝土完成浇筑以后硬化的过程中会产生水化热，由于混凝土存在体积大的特点，便会造成水化热聚集现象，无法较好地散发，造成混凝土内部的温度明显上升。但是，混凝土表层散热相对较快，从而导致产生内外温差，也就是其内外部热胀冷缩的情况并不一样，混凝土表层也会由此出现相当程度的拉应力。这种状况下若拉应力大于抗拉强度，那么将在混凝土表层出现裂缝。
1.2干缩裂缝
网状裂缝和平行线状浅细裂缝是大体积混凝土干缩裂缝的特征，一般裂缝宽度在0.05～0.20mm，这种类型的裂缝在大体积混凝土表面中比较常见。大体积混凝土施工过程中水泥的用量和水灰比是导致干缩裂缝的主要原因，混凝土浇筑后水分蒸发就会形成干缩裂缝。干缩裂缝首先会导致大体积混凝土的抗渗性下降，然后影响大体积混凝土的使用耐久性，最后可能会造成大体积混凝土的承载力下降。
1.3收缩裂缝
以该类裂缝而言，其出现往往是由于材料方面的问题造成，而且在很大程度上被混凝土水分所影响，一旦内外部的水分在蒸发情况上出现不同，则会造成变形。如若增添外部因素的作用，会使得表层水分极快消失。在此状况之下，会被混凝土所约束，进而造成表层干缩变形，由此出现相应的拉应力，最终造成裂缝。收缩裂缝往往会表现为不规则分布，还会呈现出网状的态势，虽然裂缝相对较小，但是给工程带来的影响却非常大。造成这种裂缝出现的原因，是在混凝土收缩的过程中，由于内部热量消散造成相应的收缩应力，导致出现变形等状况。
1.4沉陷裂缝
大体积混凝土沉陷裂缝是结构地基导致的，地基回填土和土质疏松会导致混凝土沉陷，或者混凝土模板支撑间距比较大导致沉降裂缝的发生。冬季混凝土化冻之后是沉陷裂缝发生的常见时期，沉陷裂缝一般表现为贯穿型，裂缝走向和沉陷的方向有直接关系，如果沉陷比较严重会导致裂缝错位。
2、房屋建筑工程大体积混凝土温度裂缝防治措施
2.1设计阶段
房屋建筑工程设计人员在施工图纸中设计大体积混凝土的使用时需要按照相应的施工标准，既要保证大体积混凝土的设计强度符合要求，又需要保证大体积混凝土抗弯及抗冲切性能满足要求，这样在混凝土浇筑完成后才能够减少温度裂缝的产生。在设计时为了满足强度要求一般会选择强度等级较大的混凝土，但是强度越大的混凝土越容易产生温度裂缝。比如C50强度大体积混凝土虽然能够满足设计要求，但是C50混凝土的绝热温升较大，容易产生温度裂缝，因此在满足混凝土强度要求的前提下应根据实际情况适当降低混凝土的强度等级，一般来说C25～C40等级的混凝土更容易控制温度裂缝的产生。
2.2物理降温
在施工准备过程中，应考虑使用水化热相对较低和凝结时间较长的水泥，如中硅酸水泥、大坝水泥以及矿渣水泥等，从源头减少水化热的产生。同时，应考虑在水泥中添加缓凝剂、减水剂及掺合料，如粉煤灰以及矿粉等，以降低单方混凝土中水泥的用量。此外，还应注意粗骨料的级配是否连续、细骨料宜采用中砂，还可以在搅拌前对砂石料进行物理降温。
2.3现场浇筑控制
现场浇注时需将混凝土的入模温度控制在较低水平，气温较高月份浇筑时间选择在傍晚，以降低混凝土的入模温度。在运输罐车停放处设置遮阳篷，防止罐体被太阳暴晒。在罐体上设置遮阳洒水降温帆布，尽可能地避免运输过程中因太阳照射而升温。混凝土搅拌站与施工现场距离不宜过远，在气温较高时，为尽量减少混凝土在车内时间过长导致的温度上升。现场浇筑采用分层浇筑，分层厚度不宜超过500mm。
2.4冷却水管布置方式
通过对大体积混凝土中心温度的计算，在大体积混凝土内部采取降温措施，为保证降温效果，可采取敷设冷却水管进行混凝土降温，冷却水管采用32mm聚乙烯PE管，冷却水管内循环水采用附近降水井中的地下水，出水口接入集水坑内排出基坑。冷却水管布置在底板中心位置，蛇形且随底板坡度布置，聚乙烯PE管水平间距平均按1.5m进行控制。
2.5混凝土养护控制
混凝土养护过程中，应采取以下措施：（1）混凝土浇筑完毕后6～18h内要加强养护，对于初凝后没有拆模的混凝土，要对模板进行洒水；（2）混凝土终凝拆模后要及时覆盖，并对混凝土表面采取覆盖土工布洒水养护，保持混凝土表面湿润；（3）对于底板侧墙，采取流水养护、覆盖养护膜等措施进行经常性养护，直到混凝土达到28d龄期或更长时间。
2.6温度监测控制
通过温度监测，掌握天气变化规律、原材料温度情况、混凝土出料口温度、混凝土浇筑温度、浇筑体内部温度变化等，并分析随时调整温度控制措施。（1）施工现场值班室设置水银温度计进行日常气温观测，并随时做好记录。（2）项目部在混凝土浇筑前采用温度计及时对混凝土原材料及混凝土出料口温度进行温度监测，并做好记录，依此调整温控措施。（3）混凝土浇筑每4h检测一次出料口温度，入模温度测量，每台班不应少于2次。（4）对于敷设冷却水管的底板，测试浇筑体里表温差、降温速率及环境温度，每昼夜不应少于4次。
结语
在进行大体积混凝土的施工中，出现裂缝质量问题必然会影响房屋建筑工程的质量，这就要求在具体的施工中做好裂缝控制技术应用的工作，从多角度对多种控制技术进行落实，保障大体积混凝土的施工质量。大体积混凝土的温度控制是裂缝控制的关键一环，通过对大体积混凝土工程实例浇筑后温度变化情况的研究，确定了大体积混凝土结构在浇筑后极易产生裂缝的原因，并据此提出了可行的裂缝控制措施。
参考文献
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作者简介：
沈茂林（1981-），男，汉族，本科，高级工程师，主要从事工程管理相关工作。